以CW32L083VXTX板為對象進(jìn)行低功耗測試系列實驗講解（4）

CW32L083VxTx StartKit 評估板為用戶提供一種經(jīng)濟(jì)且靈活的方式使用 CW32L083VxTx 芯片構(gòu)建系統(tǒng)原型，可進(jìn)行性能、功耗、功能等各方面快速驗證。

CW32L083VxTx StartKit 評估板需要搭配 CW-DAPLINK 調(diào)試器或其它調(diào)試器一起使用。該評估板配有 CW32L083 StartKit 軟件包及 CW32L083-StdPeriph-Lib 固件庫和例程。

一 評估板特性如下

● CW32L083VCT6微控制器（ARM Cortex-M0+ 最高主頻 64MHz），LQFP100 封裝，256K 字節(jié) FLASH，24K 字節(jié) RAM

● 3 顆 LED：

電源指示燈（LED3），用戶指示燈（LED1，LED2）

● 三個輕觸開關(guān)：

復(fù)位輕觸開關(guān)（S3），用戶輕觸開關(guān)（S1，S2）

● 4x16 斷碼 LCD 顯示屏：8 位 8 字型

● USB 轉(zhuǎn)串口芯片（CH340N）

● FLASH 芯片（W25Q64AS）

● EEPROM 芯片（CW24C02AD）

● 蜂鳴器電路

● 紅外收發(fā)電路

● 板載接口：

Mini USB 接口（串口通信，USB 供電）

下載器調(diào)試接口

所有 GPIO 口通過排針引出

● 多種方式供電：USB VBUS 供電，3.3V 供電（LD1117AS33TR），外接 1.65V ~ 5.5V 供電

● CW32F083-StdPeriph-Lib 軟件包提供全面免費的固件庫和例程

● 支持多種集成開發(fā)環(huán)境，IAR ，Keil

CW32L083VxTx StartKit 評估板頂層器件分布圖如下：

二 評估板原理圖

1.電源電路

電源有三種選擇輸入選擇：CN24接口DCIN輸入、USB接口輸入5V、USB供電后穩(wěn)壓為3.3V后的輸入。電源輸入通過J1跳線選擇。LED3為電源指示燈。VDDIN為供電電源。J6、J8跳線短接時，DVCC為數(shù)字電源得電、AVCC為模擬電源得電。

下圖為電源濾波電路，主要通過電容來濾波：

2.MCU最小系統(tǒng)電路

最小系統(tǒng)電路中，Y1為外部低速時鐘源，一般使用32.738K晶振。Y2為外部高速時鐘源，一般使用16M晶振。在低功耗產(chǎn)品設(shè)計時，可以使用內(nèi)部低速時鐘，以降低功耗。PC14、PC15引腳即可作為外部低速時鐘輸入引腳，也可以作為普通GPIO使用，根據(jù)需要對JP1、JP2、JP3、JP4短接設(shè)置。

外部時鐘GPIO口，PF00、PF01同樣原理，根據(jù)需要對JP5、JP6、JP7、JP8短接設(shè)置。，當(dāng)JP6、JP8短接時，外部16M高速時鐘輸入。其中，MCU的數(shù)字電源和模擬電源分別為DVCC和AVCC。 S3為輕觸開關(guān)，接入復(fù)位電路，當(dāng)S3鍵按下時，NRST引腳為低電平，芯片復(fù)位。

3.FLASH存儲電路

FLASH存儲芯片使用W25Q64。如上圖所示，W25Q64的讀寫使用SPI接口。當(dāng)J4接口的1-2短接、3-4短接、5-6短接、7-8短接、9-10短接時，SPI接口接入對應(yīng)的GPIO口：SPI_NCS接入PE03、SPI_MISO接入PE05、SPI_MOSI接入PE06、SPI_SCK接入PE04，電源FVDD接入VDDIN。當(dāng)VDDIN與FVDD短接時，存儲芯片W25Q64得電。

4.EEPROM存儲電路

EEPROM存儲芯片使用CW24C02。如上圖所示，CW24C02的讀寫使用IIC接口。當(dāng)J2接口的1-2短接、5-6短接、7-8短接時，存儲芯片的IIC接口接入對應(yīng)的GPIO口：SCL接入PC00、SDA接入PC01、電源EVDD接入VDDIN。當(dāng)VDDIN與EVDD短接時，存儲芯片CW24C02得電。

5.調(diào)試口電路

CW32L083芯片的下載調(diào)試，主要使用SWD模式，即PA13、PA14口，如上圖所示。在使用常見的調(diào)試器時，可以只接入PA13、PA14、DVSS、VDDIN接口。但是在使用官方CW-DAPLINK時，需要將目標(biāo)板電源VDDIN接入到CW-DAPLINK的VTREF接口。

6.USB轉(zhuǎn)串口電路

USB轉(zhuǎn)串口電路使用CH340N芯片。如上圖所示，當(dāng)J3接口的1-2短接、3-4短接、5-6短接、7-8短接時，CH340N芯片的TXD腳接入PB09，RXD腳接入PB08，并且 CH340N的電源得電。D+IN與D-IN為USB接口的數(shù)據(jù)引腳。通過PB08、PB09對應(yīng)的串口外設(shè)即可實現(xiàn)電腦USB串口與CW32L083芯片的雙向通信。

7.按鍵指示燈電路

如上圖所示，S1按鍵接口接入PA04、S2按鍵接口接入PA05。當(dāng)S1按鍵按下時，對應(yīng)GPIO口PA04讀入電平為低電平；按S1鍵松開時，GPIO口PA04為高電平。S2按鍵的使用方法相同。LED1、LED2指示燈分別接入PC03、PC02口，當(dāng)對應(yīng)的GPIO口為高電平時，指示燈亮；為低電平時，指示燈滅。

8.所有GPIO通過排針引出電路

9.紅外收發(fā)電路

CW32L083 內(nèi)部集成紅外調(diào)制發(fā)送器 (IR)，支持IrDA 標(biāo)準(zhǔn)1.0的SIR，最高數(shù)據(jù)速率115.2kbps ，可適應(yīng)高低電平紅外發(fā)射管。 通過兩路通用定時器或一路通用定時器與UART 配合使用，可方便實現(xiàn)各種標(biāo)準(zhǔn)的 PWM 或 PPM 編碼方式，也可實現(xiàn) UART 數(shù)據(jù)的紅外調(diào)制發(fā)送。 實現(xiàn)紅外調(diào)制發(fā)送器時，使用一個通用定時器通道產(chǎn)生一個固定頻率的方波信號，另一個通用定時器或 UART 用以產(chǎn)生調(diào)制數(shù)據(jù)，二者進(jìn)行‘與’或‘或’運算后，從 IR_OUT 引腳輸出。

IR 紅外調(diào)制控制寄存器 SYSCTRL_IRMOD，用于選擇載波信號和數(shù)據(jù)信號的來源，以及二者的‘與’‘或’操作。選擇‘與’‘或’由用戶的硬件紅外發(fā)射管的驅(qū)動電平?jīng)Q定。載波信號頻率用戶可自行設(shè)置，最常見的載波頻率是 38kHz。 CW32L083 內(nèi)部沒有IR 接收解調(diào)模塊，在 IR 接收應(yīng)用中，需要使用帶有解調(diào)功能的一體化紅外接收頭，配合 GTIM 的捕捉功能（UART 方式可直接使用 RXD 引腳輸入），可方便地實現(xiàn) IR 接收功能。

10.蜂鳴器電路

蜂鳴器電路中，使用的蜂鳴器為無源蜂鳴器，控制GPIO接入PB11口，可使用GTIM2_CH4輸出方波進(jìn)行發(fā)聲。方波的頻率即為發(fā)聲的頻率。人耳的敏感范圍約為 20Hz - 10 kHz。建議蜂鳴器的控制頻率范圍約為 200Hz - 10 kHz。

11.LCD顯示屏電路

CW32L083評估板帶有一個 4x16 斷碼的 8 位 8 字型 LCD 顯示屏，帶小數(shù)點。可用來顯示各種數(shù)字和英文字符。該LCD顯示屏型號為BTL004段碼式LCD屏，其段碼表定義如下。

CW32L083芯片內(nèi)部集成一個液晶控制器，用于單色無源液晶顯示器（LCD）的數(shù)字控制與驅(qū)動，最多具有 8 個公用端子（COM）和 56 個區(qū)段端子（SEG），可以驅(qū)動 224（4×56）、324（6×54）或 416（8×52）個 LCD 圖像元素。

LCD功能框圖如下所示。

LCD 控制器的工作時鐘來源可選內(nèi)部低速時鐘 LSI 或外部低速時鐘 LSE，具體通過控制寄存器 LCD_CR1的CLKCS 位域來選擇。當(dāng)LSI或LSE的時鐘頻率為典型值32kHz時，可通過LCD_CR1寄存器的 LCDFS 位域選擇LCD的掃描頻率為 128Hz、256Hz、512Hz 或 64Hz。 將所有公用端子（COM）各施加一次掃描電壓的時間叫一幀，單位時間內(nèi)能刷新多少幀被稱為 LCD 的幀率，即：

LCD 幀率 = LCD 掃描頻率 ×Duty

一般為了達(dá)到好的顯示效果，當(dāng)使用的 COM 端口越多時，LCD 的掃描頻率應(yīng)該選擇得越高。 CW32L083的 LCD控制器提供多達(dá) 8個 COM端口，可根據(jù)實際使用的 LCD屏，配置 LCD_CR0寄存器的 DUTY位域，使 COM 端口與 LCD 屏相匹配。DUTY 位域配置與 COM 端口的關(guān)系如下表所示：

從表中可以看出，開發(fā)板中使用了COM0~COM3，所以選用duty配置為1/4。 LCD 是利用液晶分子的光學(xué)特性和物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯示的一種元件。液晶分子是用交流電壓驅(qū)動的，長時間的直流電壓加在液晶分子兩端，會影響液晶分子的電氣化學(xué)特性，引起顯示模糊，壽命減少，其破壞性不可恢復(fù)。因此需要 LCD 控制器在 SEG 端和 COM 端產(chǎn)生交流波形從而驅(qū)動 LCD 的顯示。 LCD 的驅(qū)動有 3 種方式：內(nèi)部驅(qū)動模式、外部電容驅(qū)動模式、外部電阻驅(qū)動模式。CW32L083評估板的不同模式需要設(shè)置的跳線如下：

使用內(nèi)部驅(qū)動模式時：Bias 電壓由芯片內(nèi)部電路產(chǎn)生，引腳 VLCD1~ VLCD4 可以作為 LCD 的 SEG 輸出或 GPIO 端口使用。這種模式的驅(qū)動能力較弱，可以通過 LCD_CR0 寄存器的 INRS 位域選擇不同的功耗模式，如下表所示：

關(guān)于更多LCD內(nèi)部驅(qū)動原理，請參考芯片用戶手冊。





審核編輯：劉清